Do wód gruntowych trafia wiele szkodliwych substancji, np. antybiotyki czy pestycydy. Jak dokładnie  i skutecznie można zbadać ten „koktajl chemikaliów”? Nową metodę opracowuje dr inż. Katarzyna Smolińska-Kempisty z Wydziału Chemicznego PWr.

Identyfikacja różnorodnych mikrozanieczyszczeń znajdujących się w wodzie stanowi spore wyzwanie. Do wód przenikają m.in. antybiotyki weterynaryjne stosowane w hodowli zwierząt czy herbicydy znajdujące się w nawozach rolniczych.

Niezbędny jest więc stały i regularny monitoring stężenia niebezpiecznych substancji. Bardzo duża różnorodność tych związków, często podobnych do siebie pod kątem chemicznym, powoduje, że ich rozdzielenie i identyfikacja są bardzo trudne, a czasami wręcz niemożliwe.

Inteligentne sensory

Dr inż. Katarzyna Smoliński-Kempisty pracuje nad nowym sposobem rozpoznawania takich związków z wykorzystaniem materiałów sensorycznych.

– Nasze sensory będą zdolne do wielokrotnego wydzielania wybranych grup mikrozanieczyszczeń z wód. Samoregeneracja tych materiałów pozwoli nie tylko na ich ponowne wykorzystanie, ale przede wszystkim na określenie stężenia danego typu zanieczyszczeń w filtrowanej wodzie – wyjaśnia badaczka z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Materiałów Polimerowych i Węglowych.

Tłumaczy, że materiały będą działać jak swoiste sensory zdolne do pochłaniania tylko określonych rodzajów zanieczyszczeń. – Powstaną one na bazie molekularnie wdrukowywanych polimerów reagujących na zmiany otoczenia, tzw. smart polymer (SMIP). Polimery te, wraz ze zmianą pH oraz temperatury zmienią układ łańcuchów polimerowych, wymuszając pracę całej sieci polimerowej – tłumaczy dr Smolińska-Kempisty. 

– To będzie tak, jakbyśmy mieli „odcisk stopy” danych mikroelementów w sorbencie, coś w rodzaju szablonu – dodaje.

Proces przyjazny środowisku

W procesie filtracji wody wybrane mikrozanieczyszczenia połączą się z odciskami znajdującymi się w sorbentach i w ten sposób zostaną usunięte z filtratu. – W efekcie w prosty sposób uzyskamy możliwość zmierzenia ilości antybiotyków lub pestycydów znajdujących się w naszej próbce – mówi badaczka.

Podkreśla, że zaproponowane przez nich rozwiązanie wpisuje się w założenia zielonej chemii. Proces polimeryzacji ma zachodzić w środowisku wodnym bez użycia szkodliwych rozpuszczalników organicznych.

W pracach będzie uczestniczył zespół naukowców z Wydziału Chemicznego pod kierownictwem dr Katarzyny Smolińskiej-Kempisty. Badania realizowane są w ramach grantu, którego finansowanie pochodzi z Narodowego Centrum Nauki w ramach projektu Sonata Bis.

O innych projektach z PWr wyłonionych w 11. edycji konkursu Sonata Bis pisaliśmy tutaj:

• Miliony od NCN dla nowych politechnicznych zespołów

ISZ